OKULÖNCESİNDE FEN KAVRAMALARI VE ETKİNLİKLER-II

 İlgili kavramlar şöyle sıralanabilir: • Enerji, • Ses, • Isı, • Işık, • Elektrik, • Manyetizma, • Yerçekimi, • Kuvvet, Hareket ve Basit Makineler.

 Bilimsel süreç ve uygulama becerileri; zihin alışkanlıkları, tanımlama, karşılaştırma, eşleme, sınıflama, sıralama becerileri ve gözlemden oluşmaktadır. Zihin alışkanları ise şunları içerir: • Soru sorma, • Miktar belirtmede sayıları kullanma, • Ölçme ve inceleme araçları kullanma, • Tahmin ve çıkarım yapma, • Parça/bütün ilişkisini adlandırma, • Test etme ve yorumlama.

 Bir cisimde veya sistemde bulunan ve iş meydana getirmeye yarayan güce enerji denir. Enerji doğrudan ölçülebilen bir değer değildir. Bu nedenle enerji bir sistemin durumunu değiştirmek için harcanan güce veya ortaya çıkan enerji türüne göre farklı hesaplamalar yoluyla bulunabilir. Enerji ısı, ışık, ses, elektrik, manyetik ve kinetik gibi pek çok farklı formda bulunma sına rağmen, temelde potansiyel ve kinetik olmak üzere iki şekilde incelenir. Bir cismin konumundan dolayı diğer cisimlere bağlı olan enerjisi, potansiyel enerji olarak ifade edilir. Kaymak için, kaydırağın en tepesine çıkan çocukların yere göre potansiyel enerjileri vardır. Çocuklar kaymaya başladıktan sonra bu enerji kinetik (hareket) enerjiye dönüşür. Öyleyse, cisimlerin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjiyi kinetik enerji olarak adlandırıyoruz.

 İlgili ipuçları şöyle sıralanabilir: • Enerji bir şeylerin değişiminden veya dönüşümünden oluşabilir. • Isı enerjidir. • Hareket enerjidir. • Elektrik ve güneş enerjisi bize ışık verir. • Güneş enerjisi bitkilerin büyümesini sağlar. • Yıldırım elektrik enerjisinin doğal bir şeklidir. • Petrolden üretilen benzin arabaların gitmesi için enerji verir. • Enerji evimizi ve okulumuzu ısıtır. • Enerji buzdolabımızı soğuk tutar. • Yelkenlilerin hareket edebilmesi için rüzgâr enerjisi gerekir.

 Şimdi enerji dönüşümünü beraber inceleyelim. Ellerinizi birbirine hızlıca birkaç kez sürtün. Ellerinizde ne hissediyorsunuz. Isındılar mı? Isı enerjisini ortaya çıkartmak için ne yaptık? Ellerimizi birbirine sürttük, yani hareket ettirdik. Ne tür enerji bir nesnenin hareketiyle ilişkilendirilmişti? Evet kinetik veya hareket enerjisi. Peki ellerimizi sürtmek için gerekli enerjiyi nereden bulduk? Yediğimiz gıdalardan elbette. Gıdalarda ne tür enerji depolanır? Gıdalarda depolanan potansiyel enerji formu kimyasal enerjidir. Peki depolanan bu kimyasal enerjiyi besin nerden alır? Evet, Güneşten. Ve Güneşte ne tür bir enerji bulunur? Işık enerjisi... Gördüğünüz gibi "enerjiyi tamamen ortadan kaldırmak yani yok etmek mümkün değil. Aslında enerji sadece form değiştirir ve kesinlikle yeniden yaratılma veya ortadan kaldırılması mümkün değildir.

 Ses bir şeyin titreşiminden oluşur. Çocukların titreşimi hissetme ve görmeleri için etkinlikler yapabilirsiniz. Çocuklardan kollarını hafif kaldırıp ellerini serbestçe bileklerinden sallamalarını ve bu sallama hareketini giderek hızlandırmalarını isteyin. Bu hareketi ne olarak adlandırdıklarını sorun. Çocuklardan sallanma, sarsılma gibi yanıtlar geldi mi? Titreşim bunu ifade eden bir diğer sözcük olarak karşımıza çıkar. Titreşimi anlatmak için yapılabilecek bir diğer etkinlik ise, çok sessiz bir ortamda sadece bir kişi konuşurken çocuklardan ellerini kulaklarına yaklaştırıp parmaklarıyla titreme hareketi yapmalarını isteyin. "Hafiften pırpır eden bir ses duyabildiniz mi?" diye sorun. Şimdi de gırtlağın ortasına parmaklarını koyarak yumuşak bir şekilde eeeeee sesini çıkarmalarını isteyin. Ne oluyor? Parmaklarında hissettikleri titreş imin tam orada ses ürettiklerini söyleyin. Son olarak parmaklarını dudaklarına hafifçe dokundurmalarını ve huummm demelerini isteyin. Ne hissediyorlar? Titreşim!

 Süreç: • Kurulu olmayan saatleri ve müzik kutusunu çocuklara incelemeleri için verin ve titreşim hissedip hissetmediklerini sorun. Sonra bu aletleri kurun ve tekrar ne hissettiklerini hakkında konuşun. Çocuklardan ksilofonu çalmalarını isteyin ve çıkan sesler hakkında konuşun.  • Şişelere farklı miktarlarda su koyarak isterseniz içlerine farklı renkte gıda boyaları ekleyin. • Çocuklardan dudaklarını şişenin ağzına yaklaştırıp üflemelerini isteyin. Çıkan sesler farklı mı? Nasıl? • Şimdi çocuklardan tahta çubukla şişelere tek tek hafifçe vurmalarını isteyin. Çıkan sesler farklı mı? Nasıl? • Şişelere üfleme ve vurma esnasında benzer sesler mi çıktı?

  Belirli sıcaklıktaki bir sisteminden, daha düşük sıcaklıktaki bir sisteme, sıcaklık farkı nedeniyle transfer edilen enerji ısı olarak adlandırılır. Isı bir enerji türüdür ve başka enerjilere dönüşebilir. Çocukların çoğu ısı ve sıcaklığın aynı kavramlar olduğunu düşünmektedir. Buz erirken, enerji açığa çıkarır. Ortaya çıkan bu enerji ısıdır. Öte yandan, sıcaklık, bir cismin soğukluğunun veya sıcaklığının bir ölçüsüdür. Yani ısı bir enerji, sıcaklık ise bir ölçüdür.

 Süreç: • Soğuk bir günde dışarıdan geldiğinizde bu etkinliği planlayabilirsiniz. • Çocuklardan soğuk ellerini birbirine yavaş yavaş sürtmelerini isteyin. Hala soğukluk hissediyorlar mı? Sorun. • Şimdi ellerini gerçekten hızlı bir biçimde birbirine sürtsünler. Şimdi ne hissediyorlar? Ellerindeki sıcaklık arttı mı? • Şimdi çocuklardan elleriyle bacaklarını yukarı ve aşağı hızla ovuşturmalarını isteyin. Böylece hem elleri hem de bacakları ısınmış olacak. • En son olarak çocuklardan kollarını önde çapraz yaparak elleriyle kollarını yukarı ve aşağı hızlıca ovuşturmalarını isteyin. Bu sayede hem elleri hem de kolları ısınmış olacak.

 Işık enerjinin bir diğer önemli formudur. Her zaman dalgalar halinde düz bir çizgide ilerler. Nesnelerden yansıyan ışık sayesinde onları görebiliriz. Çocuklara ışık kavramını öğretirken karanlık bir odada nesneleri el feneriyle aydınlatabilir ya da gölge oyunları yapabilirsiniz. Gece-gündüz, yansıma ve kırılma etkinlikleri planlayabilirsiniz.

 Süreç: • Koyu renk el işi kartonunu dört köşesinden duvara bantlayın. • Duvarın karşısına bir masa koyun ve onun üzerine masa lambasını yerleştirin. • Duvarla masa arasına bir sandalye koyun ve bir çocuğun sandalyeye oturmasını isteyin. • Odayı karartın ve masa lambasını açın. Çocuğun duvardaki kartona yansıyan siluetini karton üzerine çizerek belirginleştirin. • Tüm çocuklara aynı işlemi uygulayın. • Çocukların kendi siluetlerini kesmelerini ve beyaz bir kâğıda yapıştırmalarını isteyin.

 Fizikte maddenin davranışlarını tanımlamak için kullanılan elektrik, elektriksel yükün varlığı ve akışından meydana gelen çeşitli olguları tanımlayan bir kavramdır. Doğada iki çeşit elektrik yükü vardır. Bunlar pozitif (+) yani artı ve negatif yani (–) eksi elektrik yükü olarak adlandırılır. Eşit miktarda artı ve eksi yüke sahip cisimler ise, biri diğerini elediğinden, yüksüz veya nötr olarak adlandırılırlar.

 Süreç: • Şişirilmiş iki balonu birbirine hızlı ve kuvvetlice sürterek karanlık bir odada oluşan elektriklenmeyi (kıvılcım) gösterebilirsiniz. Bu esnada bir çıtırdama sesi duyarız. Elektrik yüklerinin etkisiyle havada bir yük boşalması meydana gelir. Bu olaya şimşek adı verilir. • İki çocuğun balonları bir kumaşa (ya da saçlarına) sürtüp, balonları iplerinden tutarak birbirlerine yaklaştırmalarını isteyin. Ne gözlemliyorsunuz? Balonlar birbirlerini itiyorlar mı yoksa çekiyorlar mı?

 Manyetizma, manyetik alanları ve mıknatısları tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Çocuklar için gizemli bir olgudur. Manyetik çekim gözle görülememesine rağmen, etkisi rahatlıkla sezilmektedir. Mıknatısların, kuzey ve güney olmak üzere iki kutbu bulunur. "N" ile gösterilen kuzey kutbu mıknatısın pozitif (+), "S" ile gösterilen güney kutbu ise negatif (–) kutbudur. Mıknatıslar ayrıca bir sıvının üzerinde yüzdürüldüklerinde veya rahatlıkla dönebilecek biçimde bir yere asıldıklarında her zaman kuzey-güney doğrultusunu gösterirler.

 Süreç: • Her çocuğa bir mıknatıs verin. Mıknatısı tanıyıp tanımadıklarını ve biliyorlarsa işlevini sorun. • Getirdiğiniz nesneleri mıknatısın çekip çekmeyeceği yönünde tahminlerini alın ve bunları tartışın. • Daha sonra denemelerine fırsat verin ve bu nesneleri "çeken" ve "çekmeyen" diye gruplamalarını isteyin.

 Yerçekimi, kütlesi bulunan maddelerin birbirlerine doğru ivmelenme eğilimidir. Dünyanın alt bölümlerinde yaşayan insanlar düşerler mi? diye soran bir öğrenciniz olursa ne yaparsınız? Topu havaya attığımızda geri yere düşecektir. Yarısı suyla dolu ağzı kapalı bir kavanozu her döndüğünüzde su alt kısma geçer. Kavanoza nohut ya da pamuk paçası koysanız da durum değişmeyecektir. Her seferinde yerçekimi nesneleri aşağıya çekecektir. Yerçekimi çocuklara mıknatıs kavramını hatırlatabilir. Ancak, bunun mıknatıstan kat kat güçlü bir çekim kuvveti olduğunu söylemelisiniz. Uzay elbisesi içinde bir astronot fotoğrafı göstererek botlarına işaret edin. Ay'da yürüyebilmek için astronotların çok ağır botlar giymek zorunda olduklarını çünkü Ay'ın çekim gücünün Dünya'nınkinden çok zayıf olduğundan bahsedin.

 Sarmal bir yayın bir ucunu tavana sabitleyelim ve yayın boyunu ölçelim. Varsayalım ki boyu 30 cm olarak ölçüldü. Şimdi bu yayın ucuna bir kilogramlık bir ağırlık bağlayın. Bağladığınız cismi Dünya kendine doğru çekeceğinden (yerçekimi) yay aşağıya doğru uzayacaktır. Yayın salınımı durduğunda, uzamış yayın boyunu ölçelim. Varsayalım ki yayın taktığınız bu cisimle beraber uzunluğu 40 cm oldu. Demek ki Dünya, yaya göre, 1 kg'lık cisim için yayı 10 cm uzatıyor. Sarmal yaya şimdi ağırlığını bilmediğiniz bir kütle asalım ve varsayalım yayın yeni uzunluğu 50 cm oldu. Yayın kütle asılmadan önceki boyu 30 cm idi. Bu yeni kütle ile aralarındaki uzunluk farkı 20 cm'dir. İlk denemeden, yayın her 1 kg için 10 cm uzadığını biliyoruz. Yay 20 cm uzadığına göre, astığınız yeni cismin ağırlığı ya da Dünyanın o cisme uyguladığı kuvvet 2 kg olacaktır.

 Kuvvet, bir cismi harekete geçirmek, hareket halindeki bir cismi durdurmak, hareketin yönünü ve hızını değiştirmek için gerekli olan itme ve çekme miktarıdır. Diğer taraftan cismin konumunun sürekli biçimde değişmesi ise hareket kavramıyla açıklanır. Basit makineler ise bir işi yapmak için gereken kas kuvvetini veya kuvvet uygulamayı azaltarak işin yapılmasını kolaylaştıran araçlardır.

 Süreç: • Öncelikle nesnelerin nasıl hareket ettiğini ve nasıl durduğunu çocuklara sorun. • Sonra resimleri de göstererek, nesneleri itme, çekme, kaldırma, indirme, döndürme, vurma yoluyla hareket ettirdiğimizi anlatın. • Çocuklara sınıftaki oyuncakları ve eşyaları hareket ettirmelerini isteyerek bu kavramı pekiştirin.

 Süreç: • Gerçek nesneler kullanarak, düz (doğrusal), dairesel, zikzak, titreşimli, ileri-geri ve hareketsiz olarak adlandırdığımız hareket türlerini çocuklara tanıtın ve ardından bu hareketleri denemelerine olanak verin. • Gerçek nesneleri hızlı ve yavaş hareket ettirerek, hızlı-yavaş kavramını anlatın. Daha sonra ilgili resimleri tek tek incelemelerini ve nesneleri öğretilen hareket türlerine göre sınıflamalarını isteyin. Çocuklardan hareketle ilgili başka örnekler vermeleri için bir sınıf tartışması yaratın.

 Süreç: • Kitabı bir masanın kenarına 1/4'ü dışarıda kalacak şekilde yerleştirin. • Kitabın altına da 1/2'si dışarıda kalacak şekilde bir cetvel koyun. • Cetvelin dışta kalan kısmına hafifçe elinizle bastırın. Ne oldu? Kitap havaya kalkıyor mu? • Şimdi cetvelin dışarıda kalan boyunu azaltıp, çoğaltarak kitabı tekrar kaldırmayı deneyin. Ne değişiyor? • Cetvelin dışarıda kalan kısmı uzun olduğunda kitabı kaldırmak daha kolay olacaktır.